美国核武器库存管理最新进展

云脑智库 2021-10-24 00:00


来源 | 高端装备产业研究中心

智库 | 云脑智库(CloudBrain-TT)

云圈 | “云脑智库微信群”,请加微信:15881101905,备注您的研究方向



导读

为了维持足够的核威慑力,美国部署了数千枚核弹头,这些弹头需要定时进行维护和检测,以保证其安全性和可用性。美国能源部(DOE)国家核安全管理局(NNSA)负责对核弹头进行保养维护、升级,并研制新弹头。在2021年财政年度核武器库存管理计划总结(2020年的SSMP)中,NNSA介绍了2020年对这些核弹头进行库存管理的最新进展以及未来规划。


1.美国现役核弹头种类

冷战结束后,美国一直在缩减其核弹头的种类,以方便进行维护和升级。截止2020年底,美国的核弹头储备主要包括两种类型的潜射弹道导弹弹头W76系列和W88,两种类型的陆基洲际弹道导弹弹头W78和W87,几种类型的核炸弹B61系列和B83-1,一个巡航导弹弹头W80-1。NNSA提交给国会的报告会包括具体的技术细节,但不会对外公布。

图表:美国现役核弹头种类

LANL=Los Alamos National Laboratory;NATO=North Atlantic Treaty Organization;
LLNL=Lawrence Livermore National Laboratory;SNL=Sandia National Laboratories。
资料来源:NNSA

2.2020年主要工作

SSMP总结了2020年DOE/NNSA的国家实验室、生产设施和安全场所为支持国家安全任务而开展的活动。特别描述了DOE/NNSA会在2030年实现每年生产80个钚弹芯的计划要求;分别在2025财年和2030财年实现W80-4寿命延长计划和W87-1现代化计划的第一个生产单元;并尽快交付B61-12 寿命延长计划和W88 Alteration 370弹头的第一批生产装置。

维护国家核威慑的安全,保障有效性

2020财年,美国DOE/NNSA结束了W76-1寿命延长计划,提供的W76-2低当量弹道导弹弹头进行初始部署,并重新启动了W78替换弹头(W87-1)计划的设计活动,该计划已于2019财年恢复,核安全企业处于冷战以来最繁忙的时期。随着几项核弹头现代化的进行,DOE/NNSA正在执行前所未有的复杂组件开发和生产工作。近期和全年任务目标包括:

  • 交付B61-12核炸弹。

  • 交付W88 Alteration 370(更新高爆炸药)。

  • 实现W80-4弹头寿命延长计划(LEP)的第一个生产单元,并确保与国防部(DoD)远程防区外巡航导弹更换计划保持一致。

  • 支持部署陆基战略威慑并推进W87-1改装计划(以前称为W78替换弹头)。

  • 维持B83-1重力炸弹直到找到合适的替代品。

  • 确保战略核武器部件和构成部件的关键材料的持续和可靠供应,包括钚、铀、锂、氚和高爆炸药。

  • 提供实验和计算能力,以支持库存的年度评估和认证。

主要成就:

  • W76-1 LEP在预算内提前完成,通过将弹头的使用寿命从20年延长到60年,加强了国家的安全和保障。

  • W76-2弹头交付给海军。W76-1的改进型W76-2支持2018年核态势评估中要求的低当量海基弹道导弹能力建设。

  • W80-4 LEP于2019财年进入第6.3阶段,即开发工程。


美国核武器生命周期


W76-2

加强重点科技工程能力建设

DOE/NNSA执行以科学为基础的库存管理的三个国家安全实验室中保持着无与伦比的科学和工程能力。近期和全年任务目标包括:

  • 推进必要的创新实验平台、诊断设备和计算能力,以确保库存安全、保障可靠性和有效性。

  • 通过提供具有百亿亿级能力的计算机和现代化核武器代码库来实现百亿级计算。

  • 开发用于次临界实验的操作增强能力(高级射线照相和反应性测量)。

  • 随着时间的推移,量化钚老化对武器性能的影响。

  • 确保持久、可靠的战略抗辐射微系统供应。

  • 保持最先进的制造技术以支持生产运营。

  • 培养支持其他相关需求的战略合作伙伴计划,同时提高国家安全实验室、生产工厂和站点的长期能力。


主要成就:

  • DOE/NNSA为其第一台百亿亿级超级计算机El Capitan签署了一份价值6亿美元的合同,计划于2022年底交付,预计2023年在加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室投入使用,以支持国家核安全局的武器计划。


El Capitan

  • DOE/NNSA批准了次临界实验增强能力组合中先进源和探测器(ASD)项目的概念设计和成本范围。ASD将通过生成高速、高保真X射线图像来实现更强大的库存管理计划次临界实验。这种能力将支持弹头现代化、认证和库存评估。

  • Z机器成功地测量了动态压缩钚的温度,该温度与武器主要性能相关。

  • 国家点火装置的运行使得DOE/NNSA可以完成几项用于库存管理的高能量密度科学试验,包括支持W80-4 LEP的辐射传输研究和国家点火装置上的第一个钚状态方程实验,这将使钚实验能够提供与钚弹芯寿命相关的信息。

  • 开发了表征爆炸物的方法,以支持W80-4 LEP。


正在做振动试验的W80-4核弹头

核安全基础设施现代化

DOE/NNSA继续重构和升级几大国家实验室的核武器基础设施。这些升级对于创建能够满足当今和未来美国国家安全任务的机构来说是必要的。近期和全年任务目标包括:

  • 对现有基础设施进行重组,以实施到2030年每年生产80个钚弹芯的计划。采用的策略是两个站点的解决方案:

  • 从2026年开始,每年在LANL的钚设施生产30个钚弹芯;

  • 将SRS的混合氧化物燃料制造设施重新用作萨凡纳河厂区钚加工设施的一部分,在2030年期间每年生产50个钚弹芯。

  • 通过将浓缩铀处理能力转移到现有设施和铀处理设施中,并延长关键的运行寿命,从而逐步消除对田纳西州橡树岭Y-12国家安全综合体(Y-12)9212号楼的任务依赖。

  • 确保长期进行锕系化学研究和材料表征,并交付化学和冶金研究替代项目。

  • 锂设施现代化。

  • 氚设施现代化。

  • 使用两个核反应堆(瓦茨巴1号和2号机组)增加氚的产量以满足库存需求。


瓦茨巴2号机组

  • 对高爆炸药和其它核武器组装基础设施进行重组。

  • 通过U1a综合设施增强项目和ASD主要设备项目,在U1a综合设施内提供新的实验室空间和设备,以增强次临界实验能力。


主要成就:

  • Y-12铀加工设施的建设仍按预算和计划进行。


Y-12铀加工设施


  • NNSA完成了位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室(SNL)设施的工具升级,该设施负责制造集成电路,从而能够使用当前供应链材料进行持续生产。

  • 在DOE/NNSA授权全面运营后,美国国家核安全局在德克萨斯州阿马里洛附近的Pantex工厂新建的高爆炸药压制设施生产了第一个高爆炸药部件。这座占地45,000平方英尺的现代化设施取代了已有50多年历史的基础设施,提高了工人的安全性。

  • DOE/NNSA开始使用其BUILDER软件,彻底改变基础设施和维护的管理,并允许该机构跟踪核安全机构中3000多座建筑物的状态。与历史方法相比,BUILDER可提供更准确、及时、一致、全面和基于风险的基础设施状况和成本数据,并将大大改善延期维护的管理。

  • NNSA完成了Y-12锂加工设施的CD-1。

  • NNSA完成了SRS氚精加工设施的CD-1。


3.在研新弹头增加一倍

与之前的计划相比,NNSA 2020年将新核弹头计划的数量增加了一倍,这包括最近报道的W93海军弹头,一种新型海射核巡航导弹,以及两种可能是以前称之为“可靠替换弹头”的弹头等。该计划表明核武器倡导者充分利用特朗普政府来推动核武器计划。此外,2020年SSMP通过将计划公开版本的规模减少近一半并省略以前包含在SSMP报告中的信息,显着减少了公众可获得的有关NNSA核武器活动的信息。

图表:2020年NNSA计划列出的新核武器数量是2019年之前计划的两倍

资料来源:NNSA

2020年SSMP共公布了六种新型核弹头,其中的四枚是为海军研发的。首先是特朗普政府《2018年核态势评估》所倡导的新型核海基巡航导弹(SLCM-N)。国会已经资助了这项武器的研究,国家核安全局计划在2029年开始生产,但新的拜登政府是否会继续生产还有待观察。如果是这样,该导弹可能配备改进型W80巡航导弹弹头(可能是W80-5改进型),用于部署在“弗吉尼亚级”攻击核潜艇上。

第二个海军弹头是W93,它是NNSA于2020年2月宣布的,重要的是,W93并未被列为W76或W88弹头的替代品,而是作为补充,因此它是美国在研唯一的全新型核弹头。NNSA正在为W93弹头寻求2021财年的5300万美元拨款,比该机构此前认为需要为该武器提供资金的时间早两年,在2019年3月发布的2020年预算申请中,NNSA估计它需要在2023财年为W93提供资金——5600万美元。DoD和NNSA的官员表示,W93将与英国计划的一种新弹头共享技术。第一个W93生产单元可能于2034年开始生产。


第三个海军弹头是潜艇发射弹头(SLW),计划取代W76-1和W76-2。这表明SLW可能具有灵活的当量设置以涵盖W76-1的中/高当量任务和W76-2的低当量任务;或者他们将生产它的两个当量版本,而W76-2的任务将会消失。

第四个海军弹头是未来战略海基弹头(FSSW),它被列为W88的替代品,W88是目前在Alteration 370计划下延长寿命的最高当量弹道导弹弹头。

陆基洲际弹道导弹部队获得了一种新弹头——称为未来战略陆基弹头(FSLW),用来取代W87。SSMP尚不清楚新弹头是要取代W87的两个版本还是仅取代W87-0。W87-1在2040年代仍然有很长寿命,因此它最初可能意味着更换W87-0。

核轰炸机部队获得了一种新武器,称为未来空投弹头(FAW)。该武器以前称为B61-13,它是B61-12的后续产品,B61-12将于2021年末开始生产。

新弹头的重点似乎延续了与冷战后几十年不同的趋势,从简单地延长现有弹头的寿命,转而生产基于显著修改或具有新军事能力的新武器。《2018年核态势评估》取消了《2010年核态势评估》中对具有新军事能力的新弹头的限制。2020年SSMP更公开地证明了在大国竞争背景下能够快速设计和生产具有“增强军事能力”和“应对日益增加的威胁”的新型核武器的要求。

例如,根据SSMP,W93将“应对不断变化的战略环境”和“提高应对未来威胁的灵活性”。新的未来弹道导弹弹头将“支持2030年及以后预期的威胁”。同样,将弹芯产能提高到每年至少80个的部分理由是“全球大国之间的新竞争可能导致威慑要求发生变化。”

总结

美国能源部国家核安全管理局每年都会在其核武器库存管理计划总结报告中披露当年有关核武器库存管理的最新进展,以及对未来的大体规划。2020年的总结报告确认了W76-2的正式服役,W80-4 LEP已经进入开发工程阶段,B61-12即将交付等重要信息。同时还披露了五种替代弹头计划,以替代现役所有核弹头。而W93是全新海军弹头,其未来发展将会受到美国内外的广泛关注。




主要资料来源
[1] 《美国2021财政年度核武器库存管理两年计划总结》:Fiscal Year 2021-Stockpile Stewardship and Management Plan-Biennial Plan Summary.
[2] NNSA Nuclear Plan Shows More Weapons, Increasing Costs, Less Transparency.
[3] What will the Navy’s nuclear deterrent look like in the 2030s? A multi-phase study aims to find out.



- The End

声明:欢迎转发本号原创内容,转载和摘编需经本号授权并标注原作者和信息来源为云脑智库。本公众号目前所载内容为本公众号原创、网络转载或根据非密公开性信息资料编辑整理,相关内容仅供参考及学习交流使用。由于部分文字、图片等来源于互联网,无法核实真实出处,如涉及相关争议,请跟我们联系。我们致力于保护作者知识产权或作品版权,本公众号所载内容的知识产权或作品版权归原作者所有。本公众号拥有对此声明的最终解释权。

投稿/招聘/推广/合作/入群/赞助 请加微信:15881101905,备注关键词

微群关键词:天线、射频微波、雷达通信电子战、芯片半导体、信号处理、软件无线电、测试制造、相控阵、EDA仿真、通导遥、学术前沿、知识服务、合作投资.

“阅读是一种习惯,分享是一种美德,我们是一群专业、有态度的知识传播者.”

 阅读原文加入知识星球,发现更多精彩内容.

   ///  先别走,安排点个“赞”和“在看” ↓  

云脑智库 努力是一种生活态度,与年龄无关!专注搬运、分享、发表雷达、卫通、通信、化合物半导体等技术应用、行业调研、前沿技术探索!专注相控阵、太赫兹、微波光子、光学等前沿技术学习、分享
评论
  • 本文介绍Linux系统更换开机logo方法教程,通用RK3566、RK3568、RK3588、RK3576等开发板,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。制作图片开机logo图片制作注意事项(1)图片必须为bmp格式;(2)图片大小不能大于4MB;(3)BMP位深最大是32,建议设置为8;(4)图片名称为logo.bmp和logo_kernel.bmp;开机
    Industio_触觉智能 2025-01-06 10:43 63浏览
  • 随着市场需求不断的变化,各行各业对CPU的要求越来越高,特别是近几年流行的 AIOT,为了有更好的用户体验,CPU的算力就要求更高了。今天为大家推荐由米尔基于瑞芯微RK3576处理器推出的MYC-LR3576核心板及开发板。关于RK3576处理器国产CPU,是这些年的骄傲,华为手机全国产化,国人一片呼声,再也不用卡脖子了。RK3576处理器,就是一款由国产是厂商瑞芯微,今年第二季推出的全新通用型的高性能SOC芯片,这款CPU到底有多么的高性能,下面看看它的几个特性:8核心6 TOPS超强算力双千
    米尔电子嵌入式 2025-01-03 17:04 36浏览
  • 这篇内容主要讨论三个基本问题,硅电容是什么,为什么要使用硅电容,如何正确使用硅电容?1.  硅电容是什么首先我们需要了解电容是什么?物理学上电容的概念指的是给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,单位是F,指的是容纳电荷的能力,C=εS/d=ε0εrS/4πkd(真空)=Q/U。百度百科上电容器的概念指的是两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质。通过观察电容本身的定义公式中可以看到,在各个变量中比较能够改变的就是εr,S和d,也就是介质的介电常数,金属板有效相对面积以及距离。当前
    知白 2025-01-06 12:04 88浏览
  • 根据Global Info Research项目团队最新调研,预计2030年全球封闭式电机产值达到1425百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为3.4%。 封闭式电机是一种电动机,其外壳设计为密闭结构,通常用于要求较高的防护等级的应用场合。封闭式电机可以有效防止外部灰尘、水分和其他污染物进入内部,从而保护电机的内部组件,延长其使用寿命。 环洋市场咨询机构出版的调研分析报告【全球封闭式电机行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2025-2031】研究全球封闭式电机总体规
    GIRtina 2025-01-06 11:10 68浏览
  • 彼得·德鲁克被誉为“现代管理学之父”,他的管理思想影响了无数企业和管理者。然而,关于他的书籍分类,一种流行的说法令人感到困惑:德鲁克一生写了39本书,其中15本是关于管理的,而其中“专门写工商企业或为企业管理者写的”只有两本——《为成果而管理》和《创新与企业家精神》。这样的表述广为流传,但深入探讨后却发现并不完全准确。让我们一起重新审视这一说法,解析其中的矛盾与根源,进而重新认识德鲁克的管理思想及其著作的真正价值。从《创新与企业家精神》看德鲁克的视角《创新与企业家精神》通常被认为是一本专为企业管
    优思学院 2025-01-06 12:03 57浏览
  •     为控制片内设备并且查询其工作状态,MCU内部总是有一组特殊功能寄存器(SFR,Special Function Register)。    使用Eclipse环境调试MCU程序时,可以利用 Peripheral Registers Viewer来查看SFR。这个小工具是怎样知道某个型号的MCU有怎样的寄存器定义呢?它使用一种描述性的文本文件——SVD文件。这个文件存储在下面红色字体的路径下。    例:南京沁恒  &n
    电子知识打边炉 2025-01-04 20:04 53浏览
  • 每日可见的315MHz和433MHz遥控模块,你能分清楚吗?众所周知,一套遥控设备主要由发射部分和接收部分组成,发射器可以将控制者的控制按键经过编码,调制到射频信号上面,然后经天线发射出无线信号。而接收器是将天线接收到的无线信号进行解码,从而得到与控制按键相对应的信号,然后再去控制相应的设备工作。当前,常见的遥控设备主要分为红外遥控与无线电遥控两大类,其主要区别为所采用的载波频率及其应用场景不一致。红外遥控设备所采用的射频信号频率一般为38kHz,通常应用在电视、投影仪等设备中;而无线电遥控设备
    华普微HOPERF 2025-01-06 15:29 54浏览
  • 自动化已成为现代制造业的基石,而驱动隔离器作为关键组件,在提升效率、精度和可靠性方面起到了不可或缺的作用。随着工业技术不断革新,驱动隔离器正助力自动化生产设备适应新兴趋势,并推动行业未来的发展。本文将探讨自动化的核心趋势及驱动隔离器在其中的重要角色。自动化领域的新兴趋势智能工厂的崛起智能工厂已成为自动化生产的新标杆。通过结合物联网(IoT)、人工智能(AI)和机器学习(ML),智能工厂实现了实时监控和动态决策。驱动隔离器在其中至关重要,它确保了传感器、执行器和控制单元之间的信号完整性,同时提供高
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:28 166浏览
  • 在智能家居领域中,Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread与Z-Wave等无线通信协议是构建短距物联局域网的关键手段,它们常在实际应用中交叉运用,以满足智能家居生态系统多样化的功能需求。然而,这些协议之间并未遵循统一的互通标准,缺乏直接的互操作性,在进行组网时需要引入额外的网关作为“翻译桥梁”,极大地增加了系统的复杂性。 同时,Apple HomeKit、SamSung SmartThings、Amazon Alexa、Google Home等主流智能家居平台为了提升市占率与消费者
    华普微HOPERF 2025-01-06 17:23 45浏览
  • PLC组态方式主要有三种,每种都有其独特的特点和适用场景。下面来简单说说: 1. 硬件组态   定义:硬件组态指的是选择适合的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬件组件,并按照实际需求进行连接和配置。    灵活性:这种方式允许用户根据项目需求自由搭配硬件组件,具有较高的灵活性。    成本:可能需要额外的硬件购买成本,适用于对系统性能和扩展性有较高要求的场合。 2. 软件组态   定义:软件组态主要是通过PLC
    丙丁先生 2025-01-06 09:23 56浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦